Устойчивость вертолета
А что если просто взять “Пчелу” в руку, запустить роторы и понаклонять его.
Если она активно сопротивляется наклону - значит есть динамическая стабилизация (что я подозреваю), если нет - значит только статика.
Разобрался, почему цитаты не выглядят как цитаты - их просто слишком много - 12 штук насчитал, стоит мне убрать Парочку наугад, и тогда - всё Ок. Это в обработчике массив только на 10 элементов или какое другое ограничение ?
Видео с боковым потоком заметил - проглядел. Ну как я и предполагал - боковой поток через некоторое время (инерция/гироскоп роторов) наклоняет роторы так, что боковая часть силы тяги роторов направлена навстречу потоку.
Иными словами - при случайном наклоне ротора в любую сторону появляется горизонтальная составляющая силы тяги ротора, которая начинает ускоренно двигать верт в енту сторону, возникает боковой поток воздуха на ротор, и через некоторое время ротор отклоняется в обратную сторону - до прекращения потока и ещё на некоторое время, потому как ротор обладает инерцией. И хрупкий/капризный баланс здесь между инерционностью роторов, чуйствительностью их к боковому потоку и изначальной неустойчивостью самого верта по причинам которые как раз и обсуждались, - весьма легко нарушить, поменяв любую из величин - в частности - сместив ЦТ верта, при ентом должен изменится момент инерции верта при боковых ускорениях от случайного наклона в любую сторону, а инерция/гироскоп роторов останется прежней - хлипкий/капризный баланс противодействующих факторов нарушится - Пчела либо вообще не будет самостабилизироваться (когда там на видео наблюдались затухающие колебания по поверхности сферы с центром выше верта - они могут стать незатухающими к примеру или наоборот - просто будет недостаточно компенсации и верт будет скорее падать чем стабилизироваться или увеличится амплитуда колебаний)
А вот ПОЧЕМУ роторы на Пчеле отклоняются ИМЕННО в сторону ОТ потока - ентого я объяснить (пока) не могу.
Зато уже подмывает разобрать свой GWS мини-ДрыгаФлай-1, оставить только FlyBar, удалить связь FlyBar с тарелкой перекоса и прочими частями, сделать небольшой положительный шаг у лопаток и покрутить/подуть боковые потоки.
Кстати, про боковые потоки. Если на систему из оси вращения и закреплённой на ней на Полу карданном подвесе паре лопастей (все как в Пчеле, только там енто в 4х экземплярах), вращающихся в плоскости, которая НЕ перпендикулярна главной оси вращения, подуть Боковым потоком, то мы будем иметь Циклическое Изменения Угла Атаки ентих лопастей и однозначно будем иметь Циклическое Изменение Подъемной Силы лопастей.
Тянет ли енто на Циклический шаг - ну для етого надо вначале определится, что такое шаг вертолетного НЕ жёстко закрепленного на оси винта. Угол установки кстати вещь тоже достаточно хлипкая - потому как угол по отношению к чему ? А вот Угол Атаки как раз и влияет на Подъемную силу. Иными словами, при действии Бокового потока должны возникать какие-то силы (разница в подъёмной силе при прохождении лопастью полного оборота), которые будут смещать плоскость вращения ротора - вот только не пойму в какую сторону - для ентого и надо раздраконить ДрыгаФлай для проведения опытов.
Хотя мне кажется, что где-то диаграммы поясняющие ентот случай я уже видел.
Кстати, а каким вертом Серж своего кота дома пугает ? Уж не Пчелой ли ?
…
Иными словами - при случайном наклоне ротора в любую сторону появляется горизонтальная составляющая силы тяги ротора, которая начинает ускоренно двигать верт в енту сторону, возникает боковой поток воздуха на ротор, и через некоторое время ротор отклоняется в обратную сторону - до прекращения потока и ещё на некоторое время, потому как ротор обладает инерцией.
Возвращается обратно под действием статической силы - веса вертолёта, ЦТ которого внизу.
…
И хрупкий/капризный баланс здесь между инерционностью роторов, чуйствительностью их к боковому потоку и изначальной неустойчивостью самого верта по причинам которые как раз и обсуждались, - весьма легко нарушить, поменяв любую из величин - в частности - сместив ЦТ верта, при ентом должен изменится момент инерции верта при боковых ускорениях от случайного наклона в любую сторону, а инерция/гироскоп роторов останется прежней - хлипкий/капризный баланс противодействующих факторов нарушится
…
т.е. Вы согласны, что изменение положения ЦТ влияет на устойчивость вертолёта, и чем он ниже, тем вертолёт быстрее принимает вертикальное положение оси после прекращения бокового возмущения, это очевидно.
Думаю deNick заслужил приз?
В динамике полета при расчетах движение разбивают на линейное и угловое. Т.е. составляют 6 уравней движения: 3 по осям X, Y, Z (линейное) и 3 углового вращения (Mx, My, Mz). Центр системы координат - в центре масс.
А теперь скажите, откуда возьмется выравнивающий момент относительно поперечной оси (ну скажем Mz)? Силу “плечо*сила тяжести” не предлагать - сила тяжести никакого момента относительно центра с.к. не дает.
Ну, к примеру, наклонили вертолет, раскрутили ротор и отпустили - в начальный момент никакого выравнивания не будет.
А вот как только появляется боковая скорость - возникает боковой обдув ротора. У ротора обычно лопасти крутятся по конусу. Отсюда увеличение угла атаки на концах и появление дополнительной подъемной силы и, соответственно, момента относительно центра масс.
Ближайшая аналогия - планер с углом V. При скольжении происходит изменение угла атаки (разное) у консолей, и восстанавливающий момент.
Следствие 1: будет устойчив и низкоплан с углом V, несмотря на то, что центр масс существенно выше крыла.
Следствие 2: может быть устойчив и соосный вертолет, у которого роторы находятся ниже центра масс. Кстати, реальные прототипы существуют.
Следствие 3: будет устойчив и 4-хроторный вертолет, все 4 ротора которого имеют наклон к центру. Пример- вертолет Ботезата.
Мое мнение таково:
Если кому-то интересно, конструкция ротора Пчелы аналогична Proxyflyer и подробно описана в заявке на патент US2004/0245376A1
Автор Peter Muren. Текст заявки с картинками можно найти на www.uspto.gov
В динамике полета при расчетах движение разбивают на линейное и угловое. Т.е. составляют 6 уравней движения: 3 по осям X, Y, Z (линейное) и 3 углового вращения (Mx, My, Mz). Центр системы координат - в центре масс.
А теперь скажите, откуда возьмется выравнивающий момент относительно поперечной оси (ну скажем Mz)? Силу “плечо*сила тяжести” не предлагать - сила тяжести никакого момента относительно центра с.к. не дает.
Ну, к примеру, наклонили вертолет, раскрутили ротор и отпустили - в начальный момент никакого выравнивания не будет.
А вот как только появляется боковая скорость - возникает боковой обдув ротора. У ротора обычно лопасти крутятся по конусу. Отсюда увеличение угла атаки на концах и появление дополнительной подъемной силы и, соответственно, момента относительно центра масс.
Ближайшая аналогия - планер с углом V. При скольжении происходит изменение угла атаки (разное) у консолей, и восстанавливающий момент.
Следствие 1: будет устойчив и низкоплан с углом V, несмотря на то, что центр масс существенно выше крыла.
Следствие 2: может быть устойчив и соосный вертолет, у которого роторы находятся ниже центра масс. Кстати, реальные прототипы существуют.
Следствие 3: будет устойчив и 4-хроторный вертолет, все 4 ротора которого имеют наклон к центру. Пример- вертолет Ботезата.
Это частные случаи аэродинамической устойчивости, я про V крыло… нижнее V крыло, если ЦТ выше ЦД крыла работает только до определённого угла крена… это относится и ко 2 следствию. Да и нижнему крылу можно придать такой угол V, что ЦД самого крыла будет выше и ЦТ.
4-роторный чисто построен на гироэффекте, там ЦТ не работает как выравнивающая сила.
Ладно, попробуем отказаться от гироэффекта. Берём лёгкий круг, берём груз и приделываем по центру на некотором расстоянии и кидаем, если кинуть с грузом вверху, то он всегда будет оказываться, пока падает до земли, внизу. И чем больше мы будем отдалять груз от центра круга, тем разворот будет происходить быстрее. Или я не прав?😉 Теперь берём и заменяем круг на винт и его вращаем, силы работающие для простого круга уже здесь перестают работать?
Аналогия с кругом и грузом на штыре. Круг - то же крыло, на нем возникает подъемная сила, приложенная не по середине, а на, скажем, 30-40 % САХ. Такая система будет колебаться туда-сюда. Колебания замедлятся, когда круг перейдет на режим с полным срывом потока.
У вертолетного ротора ситуация сложнее, происходит местное изменение угла атаки лопастей. В чем-то поведение похоже.
Аналогия с кругом и грузом на штыре. Круг - то же крыло, на нем возникает подъемная сила, приложенная не по середине, а на, скажем, 30-40 % САХ. Такая система будет колебаться туда-сюда. Колебания замедлятся, когда круг перейдет на режим с полным срывом потока.
У вертолетного ротора ситуация сложнее, происходит местное изменение угла атаки лопастей. В чем-то поведение похоже.
Колебаться будет при плоском круге, но если придать конусность, как у винта вертолёта, колебания уменьшаться и можно считать затухнут и возникновение подъёмной силы можно не рассматривать - несущественно…
Важен сам факт, что груз при падении будет всегда выравнивать систему и находится внизу и чем дальше от центра круга, тем быстрее произойдёт стабилизация вертикального положения оси. Даже учитывая колебания - колебания будут уменьшаться. Циклический шаг не рассматриваем, относительно оси угол атаки всегда одинаков…
Фраза: “В чем-то поведение похоже.” можно считать что Вы согласны?
Сформулирую вопрос по другому: Расстояние от точки приложения подъёмной силы до ЦТ оказывает влияние на поведение системы? Признали - оказывает…
2 вопрос: Как оказывает? Вертикальная устойчивость увеличивается пропорционально увеличению этого расстояния… Все согласны или есть другие варианты?
Итак, эксперимент провел. Присобачил к шасси вертолета РОВНО под осью ротора зажигалку. (обычную, китайскую, грамм так на 10-15).
И взлетел.
Выводы- неоднозначные. Ну во-первых, летает как ВАЛЕНОК. очень тяжело оторвался и чуть что- начинает снижение. Но это не важно. Главное - что если сразу лопасти никуда не отклонились- верт висит как кирпич на ниточке- не шелохнется. И начхательски относится к вращению вокруг всоей оси (если без груза- его сразу выводит из равновесия).
НО. если лопасти чуток отклоняются при взлете- не стабилизируется ни в какую. РАСКОЛБАС И ПОСАДКА.
Снял грузик. полетал без него. Висит легче, стабилизируется легче. Но и в расколбас уходит тоже проще.
Делайте выводы, господа)))
Выводы- неоднозначные. Ну во-первых, летает как ВАЛЕНОК.
Про это я указывал ранее, почему и не практикуют - тяжёлое управление по горизонтали получается…
Главное - что если сразу лопасти никуда не отклонились- верт висит как кирпич на ниточке- не шелохнется. И начхательски относится к вращению вокруг всоей оси (если без груза- его сразу выводит из равновесия).
А вот за это СПАСИБО! Влияние есть и должно быть…
НО. если лопасти чуток отклоняются при взлете- не стабилизируется ни в какую. РАСКОЛБАС И ПОСАДКА.
малая высота - вполне естесственно.
Снял грузик. полетал без него. Висит легче, стабилизируется легче. Но и в расколбас уходит тоже проще.
Делайте выводы, господа)))
Что висеть будет легче без груза - понятно. А вот насчёт стабилизации - противоречите вышесказанному… Уточните в каком случае висит на месте стабильнее?
Если кому-то интересно, конструкция ротора Пчелы аналогична Proxyflyer и подробно описана в заявке на патент US2004/0245376A1
так в чем основная идея-то? 😃
Если кому-то интересно, конструкция ротора Пчелы аналогична Proxyflyer и подробно описана в заявке на патент US2004/0245376A1
Автор Peter Muren. Текст заявки с картинками можно найти на www.uspto.gov
Присоединяюсь к Toxa, в чем суть если кратко? Или ссылку дайте точную, по поиску на сайте ни на имя ни на номер патента ничё не выдал…
Статическая устойчивость - возвращение в исходное состояние под действием ЦТ
Динамическая устойчивость - гироскопическая составляющая ротора
Согласны?
Статическая устойчивость это устойчивость вертушки в статике т.е. на висении.
Динамическая - во время движения. Тут проблемма возникает из-за различных условий работы лопастей (набегающей на поток и убегающей от потока). Частично решается шарнирами на больших вертолетах и демпферами на моделях.
…Присоединяюсь к Toxa, в чем суть если кратко? Или ссылку дайте точную, по поиску на сайте ни на имя ни на номер патента ничё не выдал…
Заявка называется “Rotor and aircraft passively stable in hover”
Смысл в том, что внешний обруч задает плоскость ротора и углы атаки концов лопастей. Комель лопасти к валу крепится на перпендикулярном шарнире или упругом элементе. При несовпадении плоскости вращения и плоскости обруча лопасть испытывает продольное скручивание, что приводит к появлению как бы циклического шага. Несовпадение плоскостей возникает при ненулевой горизонтальной скорости аппарата. В результате аппарат пассивно стабилизирует свое положение. Довольно сложно на пальцах объяснить, а приводить текст заявки я, наверное, не могу. Но найти описание просто: вот здесь
appft1.uspto.gov/netahtml/PTO/srchnum.html
надо задать номер 20040245376
…Что висеть будет легче без груза - понятно. А вот насчёт стабилизации - противоречите вышесказанному… Уточните в каком случае висит на месте стабильнее?
Сорри за оверквотинг…
Поясняю. Если грузик стоит- летаем как кирпич. Но если кирпич слегка пошел в расколбас (дверью кто-нибудь хлопнул, сквозняк СИЛЬНЫЙ прошел…)- не успевает стабилизироваться. Падает.
Если грузика нет- чтобы выбить из равновесия достаточно излишне резко повернуть верт его оси- ВСЕ. Начинается расколбас. Но если не дергать дальше особо сильно его- стабилизируется. А за счет того, что грузика нет- можно свободно (относительно) играть газом и удерживать верт от падения.
НО, повторюсь, достаточно мааааленького возмущения, чтобы начались траблы у верта БЕЗ грузика.
Эксперимент с Дополнительным грузиком недостаточно чист - меняются как минимум ДВА фактора хлипкого баланса - Увеличивается Момент инерции верта вокруг вертикальной оси и Увеличивается скорость/гиромомент роторов.
Для Чистого Эксперимента надо изменить ОДИН из параметров. Ну то есть к примеру при НЕ изменной Общей массе верта Максимально Удалить его ЦТ от несущих роторов. АКБ отпаять и подвесить на рейке к примеру. Запускать с руки за рейку несколько раз - когда АКБ на рейке Близко к Ротору и когда АКБ на рейке далеко от ротора, впечатления докладывать/сравнивать.
А про ЗАВИСИМОСТЬ устойчивости верта от РАССТОЯНИЯ между ЦТ и роторами я и не спорил - и енто подтверждается сообщением о подвесе внешнего груза к верту 1:1, да и в мои граф выкладки енто вписывается оч хорошо. Я НЕ согласен с Характером зависимости - самый устойчивый верт на мой взгляд получится если ЦТ будет находится в Центре Роторов. А не Максимально Далеко От Центра Ротора, как пытается настоять ДимАир.
И если Истина Дороже - тогда давайте Дербанить Пчелу, оторвём у неё АКБ, приклеим к Пчеле рейку или угольную хрень 2 мм диаметром - и подвесим АКБ на Большом удалении от центра Роторов. Только готовится надо к худшему - ловить Пчелу придётся Быстро - потому как упасть должна быстро - равновесие хлипкое противоборствующих факторов нарушится.
А от китайца ни ответа ни привета - блин, он меня не опрокинет ? Деньги вроде как должны его уже достигнуть …
Не удается провести эксперимент по смещению ЦТ… НЕ МОГУ ОТКОВЫРЯТЬ липольку… Уж больно сильно я ее залил клеем пока подклеивал крепежную рамку. + она зажата между двух движков, которые тоже сидят на клее. Ну не догадались китайцы, что мы первым делом станем разбирать и перебирать игрушку) 😊
А ломать ее- если честно не хочется.
to PSW- Как там дела с китайцем? 😉
Валить Пчелу не надо - пускай летает.
Если к пластику лития (не знаю что там за пластик но вдруг адгезия циакрина к нему хороша) что-то прилипло - корпус лития разгерметизировать нежелательно - иначе он сдохнет, так что аккуратнее там с пациентом.
Китаец молчит, статус заказа не меняется, трак номер не появляется:
ID Order No. Consignee Pay Mothed Ship Mothed Status Action Date Tracking No.
1 200632001313 Sergey Peresadin TT EMS Confirm 2006-3-20 0:13:13
На ентом сайте нарыл мыло какое-то 9911@9911.net.cn - но на него отправить мыло мне не удается. Спросил мыло у человека, который там покупал - ну он дал другое:rctoycn@yahoo.com.cn отправил вопрос о деньгах туда.
Только что пришёл ответ от автомата со странной фразой:
Please understand that if you choose to leave us a NEGATIVE feedback before contact us , we would NOT be able to resolve the problem with you.
Это что - типа Не ругайте нас, а то мы вам хрен поможем ?
Ну сейчас отправляю туда фотокопию заявления на перевод валюты. Быть может в понедельник что-либо изменится.
А вот меня заинтересовали высказывания про пропы с Глубоким V - ну то есть сразу изготовленные с хорошей конусностью и обручем/гиростабилизатором.
Неужели сможет стабильно висеть ? Интересно бы ссылочку на что-либо подобное.